Что мы знаем про термоядерный синтез? Это сложный процесс, который позволяет заставить протоны преодолеть кулоновский барьер и образовать новое атомное ядро. Для синтеза нужна невероятная температура и не менее невероятное давление. Полноценного термоядерного реактора для синтеза в лаборатории пока не существует, но вроде как не так давно китайцы смогли поджечь плазму и это даёт право рассчитывать на появление технологии.
Современная традиционная логика организации контролируемого термоядерного синтеза строится на использовании токамака. Все идеи так или иначе вращаются вокруг этого подхода.
Токамак - это устройство, которое использует мощное магнитное поле для удержания плазмы в форме тора. Внутри этой штуки находится плазма, которую можно греть и сжимать. Другими способами удержать горячую плазму невозможно. В этой системе возможна реакция термоядерного синтеза, если зажечь плазму. И этот подход известен всем любителям поплуярной науки.
Но в истории существовал не только такой подход к проведению термоядерного синтеза. Есть ещё фузор Фарнсуорта - Хирша.
Это устройство, сконструированное американским изобретателем Фило Т. Фарнсуортом и физиком Робертом Хиршем для получения управляемой термоядерной реакции.
Главая проблема одна - в фузоре невозможно перепрыгнуть через критерий Лоусона. Это точка, в которой термоядерный синтез становится безубыточным и вместо растраты энергии, производит. Поэтому, получать так энергию точно не получится и практический ценности не имеет. Точнее имеет, но сугубо исследовательскую. Однако, технически это ещё один способ, о котором многие даже и не слышали.
Термоядерный синтез можно осуществлять посредством придания невероятных энергий протонам с помощью температуры. А можно использовать другой подход - добиться ускорения частиц посредством электростатических сил, а потом столкнуть их друг с другом. В некоторых случаях будет происходить слияние или тот самый термоядерный синтез.
Именно этот физический принцип и используют фузоры. Пожалуй, приведу хорошую цитату из вики:
Фузоры пытаются придать топливу энергию, необходимую для термоядерного синтеза, путем прямого ускорения ионов навстречу друг другу. Это достигается с помощью электростатических сил. За каждый вольт, через который ускоряется ион с зарядом ± 1, он получает 1 электронвольт энергии. Для достижения требуемой ~10 кэВ требуется напряжение 10 кВ, приложенное к обеим частицам.
Конструкция стандартного фузора не сложная. Он состоит из токопроводящей вакуумной ёмкости, внутри которой размещается "источник электронов". В качестве него выступает электрод сферической формы. Сферический электрод подключается к положительному полюсу источника постоянного тока, а корпус - к отрицательному.
Ёмкость заполняется водородом. Небольшое количество водорода является дейтронами. При огромных напряжениях система ионизируется.
Дейтроны периодически сталкиваются, потому что заряженное электронное облако притягивает их в пересекающиеся траектории пикирования через центр банки. Время от времени два дейтрона сталкиваются лоб в лоб, и происходит мощное интенсивное взаимодействие. На короткое время два дейтрона превращаются в сильно сжатую массу с температурой более 500 миллионов градусов.
Два протона сливаются в одно атомное ядро гелия-4, которое тут же распадается одним из двух способов: на высокоскоростной нейтрон плюс ион гелия-3 или на ион водорода-1 (протон) плюс ион водорода-3 (тритий). Но важен факт слияния двух атомов не в токамаке и не на Солнце.
Это и есть пример простейшего термоядерного синтеза, но с помощью фузора, а не сложного токамака. В теории, можно предположить, что ускорять частицы можно не только электрическим полем.
---
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!
✅ Поддержать проект монеткой или задать вопрос можно тут! Здесь же я публикую фрагменты будущей книги, которую могут читать подписчики
👉💖 Ставьте лайки материалу, подписывайтесь на проект!